本發(fā)明屬于道路工程瀝青路面修復(fù)養(yǎng)護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種能有效提高瀝青路面疏水性能的有機(jī)硅瀝青再生疏水涂層材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：瀝青路面的早期損壞主要包括車載、裂縫、坑槽、松散等病害，而水是危害瀝青路面的主要因素之一，且在一定程度上會(huì)加速路面結(jié)構(gòu)損壞。瀝青路面施工時(shí)由于離析會(huì)造成局部壓實(shí)不足，空隙率較大，使水容易進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部；此外，路面由于半剛性基層開裂形成的反射裂縫或面層材料低溫開裂，灌縫不及時(shí)或不完全，也給水提供了進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的通道。進(jìn)入瀝青路面內(nèi)部的水，對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體性有很大危害。瀝青路面?zhèn)鹘y(tǒng)的防水措施，一般是采用熱瀝青對(duì)已形成的裂縫進(jìn)行灌縫或?qū)κ褂?-3年的瀝青路面進(jìn)行表面處理，如霧封層、稀漿封層和微表處等。這些工藝需要專門設(shè)備才能施工，成本較高；同時(shí)，其主要結(jié)合料仍然為瀝青，而瀝青的疏水效果相當(dāng)有限。表面處治技術(shù)類對(duì)瀝青路表與水接觸角無改善，一般小于90°，文獻(xiàn)D“瀝青路面有機(jī)硅預(yù)養(yǎng)護(hù)材料的性能表征與養(yǎng)護(hù)機(jī)理研究”(林俊濤，武漢理工大學(xué)，2011)中有機(jī)硅預(yù)養(yǎng)護(hù)材料與水的接觸角最大只提高到93.6°。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種抗水損瀝青再生疏水材料及其制備方法，顯著提高接觸角，降低水分在表面存留和進(jìn)入瀝青路面內(nèi)部，提高瀝青路面防水能力，延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種抗水損瀝青再生疏水材料，包括組分A：Span60、Span80、乙醇、水和瀝青冷底子油，組分B：甲基硅酸鈉和甲基硅樹脂。優(yōu)選的，組分A中Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1～2:1～2:10～15:5～10:30～40。組分B中甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質(zhì)量比為2～6:34～38。更優(yōu)選的，組分A中Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1:1:10:5:30。組分B中甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質(zhì)量比為2:38?？顾畵p瀝青再生疏水材料的制備方法，包括如下步驟：將Span60、Span80、乙醇、水和瀝青冷底子油混合攪拌得組分A；將甲基硅酸鈉加入甲基硅樹脂中，攪拌得組分B；將組分B逐滴加入到組分A中攪拌得到所述抗水損瀝青再生疏水材料。其中，以質(zhì)量計(jì)，組分A:組分B為60～80:20～40。優(yōu)選的，以質(zhì)量計(jì)，組分A:組分B為60:40。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：1)本發(fā)明抗水損瀝青再生疏水材料最大可使瀝青路表與水接觸角提高到119°，疏水效果明顯。2)本發(fā)明抗水損瀝青再生疏水材料顯著降低瀝青路面內(nèi)部吸水能力。3)本發(fā)明抗水損瀝青再生疏水材料可提高瀝青混凝土水穩(wěn)定性。附圖說明圖1為使用本發(fā)明抗水損瀝青再生疏水材料的疏水效果圖。具體實(shí)施方式瀝青冷底子油是用稀釋劑(汽油、柴油、煤油、苯等)對(duì)瀝青進(jìn)行稀釋的產(chǎn)物，為快揮發(fā)型，黏度小，具有良好的流動(dòng)性，涂抹在瀝青路面上，能很快深入路表微裂隙和粘附在集料上，待溶劑揮發(fā)后，可與瀝青路面緊密結(jié)合，具有阻水效果。甲基硅樹脂，外觀為無色透明油狀液體，粘度(25℃)≤20mm2/s，比重(25℃)0.98-1.10，折射率1.394-1.419，固含量100％。其具有優(yōu)良的超疏水作用，并且本身是完美的粘合劑，能與瀝青路面很好的粘合。甲基硅酸鈉，外觀為淡黃色液體，比重(25℃)1.16～1.2，固含量大于30％，具有良好的滲透結(jié)晶性，具有良好的憎水性。甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉均具有疏水性，但單一使用時(shí)較粘稠，不易施工，對(duì)路面表面構(gòu)造影響很大，進(jìn)而影響行車安全性；瀝青冷底子油中組分瀝青和有機(jī)溶劑與瀝青路面瀝青分子量接近，容易吸附粘著；瀝青冷底子油、甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉三者共同配合可起到如下作用：(1)在路表構(gòu)建豐富的微凸結(jié)構(gòu)；(2)溶劑揮發(fā)后，瀝青、甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉形成三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；(3)增強(qiáng)與基底粘附，提高耐久性；(4)瀝青冷底子油中溶劑在初期軟化瀝青路表瀝青，調(diào)整瀝青組分，部分揮發(fā)變形能力；同時(shí)，也利于甲基硅樹脂和甲基硅酸鈉在老化瀝青及裂隙中滲透和擴(kuò)散。使用本發(fā)明的一種抗水損瀝青再生疏水材料，將其噴涂到瀝青路面表面，涂層材料通過滲透和擴(kuò)散作用，進(jìn)入路表孔隙、微裂縫中，隨著溶劑揮發(fā)，甲基硅酸納、甲基硅樹脂與瀝青留存下來，并形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，覆蓋和堵塞孔隙及微裂隙，甲基硅酸鈉、甲基硅樹脂和瀝青均具有良好的粘附性和疏水性，可以顯著提高原路面疏水性，降低水浸潤(rùn)瀝青-集料界面可能性，從而實(shí)現(xiàn)提高瀝青路面水損性；同時(shí)，瀝青可以修復(fù)部分磨損瀝青膜，因而對(duì)原有路面具有一定再生作用。組分A/組分B為60～80/20～40，這個(gè)比例主要考慮成膜性和經(jīng)濟(jì)性。疏水成膜主要依賴組分B，原理上組分B越多成膜效果越好，膜層也越厚，但成本也會(huì)更高；從實(shí)用角度，只需要在路表形成幾個(gè)分子層厚度的薄膜即可，此時(shí)即可提升原有路面疏水效果；此外，不加組分A的話，混合溶液粘稠，不易噴灑，還容易造成路面構(gòu)造大幅衰減，影響行車安全。本發(fā)明組分A/組分B比例60～80/20～40是經(jīng)試驗(yàn)反復(fù)多次試驗(yàn)確定的一個(gè)綜合疏水、成本和施工的較佳比例。以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例給出一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質(zhì)量比為2:38，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1:1:10:5:30，B組分與A組分混合比例為20:80。基于本實(shí)施例的原料配方，本實(shí)施例抗水損瀝青再生疏水材料的具體制備過程如下所述：步驟一，將甲基硅酸酸20ml加入到380ml甲基硅樹脂中，低速攪拌均勻；步驟二，將10gSpan60與10gSpan80混合均勻，然后加入100ml無水乙醇與50ml去離子水中進(jìn)行稀釋，再滴入30ml瀝青冷底子油，低速攪拌均勻；步驟三，將步驟一制得的混合溶液按A：B＝20:80比例逐滴緩慢加入步驟二制得的混合溶液中，低速恒溫?cái)嚢杈鶆?，制成抗水損瀝青再生疏水材料。對(duì)實(shí)施例1制備的抗水損瀝青再生疏水材料進(jìn)行與水接觸角試驗(yàn)：接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角θe，是潤(rùn)濕程度的量度。因此接觸角的大小是評(píng)價(jià)疏水性能好壞的重要指標(biāo)。在瀝青路面表面噴涂疏水涂層材料，待表面干燥后，用滴管在涂層干燥后的表面滴2ml水形成一個(gè)水滴，用數(shù)碼相機(jī)微距模式平行車轍板拍攝水滴；后期對(duì)拍攝的水滴用圖像處理軟件進(jìn)行處理，標(biāo)定水滴-車轍板界面線，過水滴-車轍板-空氣交匯點(diǎn)作水滴切線，并用軟件測(cè)量接觸角。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。對(duì)實(shí)施例1制備的抗水損瀝青再生疏水材料進(jìn)行浸漬試件吸水率試驗(yàn)：一般材料疏水性能越好，其孔隙吸收和留存水分能力越弱，可以采用吸水率試驗(yàn)簡(jiǎn)介評(píng)價(jià)材料疏水性能。針對(duì)上述實(shí)施例制備的疏水涂層材料浸漬制備的AC-13瀝青混凝土馬歇爾試件(其中瀝青使用90號(hào)A級(jí)道路石油瀝青，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，集料采用玄武巖，礦粉采用石灰?guī)r磨制礦粉，級(jí)配采用工程典型級(jí)配)。室內(nèi)成型的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件除去表面的浮粒，再把試件分成2組，一組為對(duì)照組，另一組試件全部浸漬在制備的疏水涂層材料中30min，然后取出置于陰涼透風(fēng)處風(fēng)干48h；稱取2組干燥試件的空中質(zhì)量(ma)。將溢流水箱水溫保持在25℃±5℃。掛上網(wǎng)籃，浸入溢流水箱中，調(diào)節(jié)水位，將電子秤調(diào)零，把試件置于網(wǎng)籃中，浸水3-5min，稱取試件水中質(zhì)量(mw)。從水中取出試件用潔凈柔軟的擰干濕毛巾輕輕的擦去試件的表面水，稱取試件的表干質(zhì)量(mf)。按下式計(jì)算試件的吸水率式中：Sa——試件吸水率(％)ma——干燥試件的空中質(zhì)量(g)mw——試件的水中質(zhì)量(g)mf——試件的表干質(zhì)量(g)測(cè)定吸水率結(jié)果列于表2。對(duì)實(shí)施例1制備的一種抗水損瀝青再生疏水材料進(jìn)行水穩(wěn)定性試驗(yàn)：瀝青混合料一般以浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度比值來判斷瀝青混合料抗水損能力。馬歇爾殘留穩(wěn)定度實(shí)驗(yàn)方法為用馬歇爾擊實(shí)儀成型試件，雙面各擊實(shí)75次，成型后試件的直徑為101.6±0.25mm，試件高度在63.5±1.5mm,共16個(gè)試件，分成2組，一組為對(duì)照組，另一組試件全部浸漬在制備的疏水涂層材料中30min，然后取出置于陰涼通風(fēng)處風(fēng)干48h。每組試件再分成2小組，各4個(gè)試件，分別置于60℃水浴中恒溫30min和48h。再測(cè)定所有試件穩(wěn)定度，計(jì)算出殘留穩(wěn)定度，結(jié)果列于表3。凍融劈裂實(shí)驗(yàn)用馬歇爾擊實(shí)儀成型試件，雙面各擊實(shí)50次，成型后試件的直徑為101.6±0.25mm，試件高度在63.5±1.5mm,共16個(gè)試件，分成2組，一組為對(duì)照組，另一組試件全部浸漬在制備的疏水涂層材料中30min，然后取出置于陰涼通風(fēng)處風(fēng)干48h。從2組中分別隨機(jī)抽取4個(gè)試件在25℃浸水、0.09Mpa真空下飽水約15分鐘，取出試件后用塑料包裹單個(gè)試件，每個(gè)塑料袋中加入10ml水分使試件沒過，再將試件移入-18℃環(huán)境中冷凍16h，試件取出后立即放入60℃恒溫水浴中，撤去塑料袋，保溫24h；然后，再將所有試件浸入溫度為25℃的恒溫水浴中2h。再分別對(duì)試件進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，結(jié)果列于表2。實(shí)施例2本實(shí)施例給出一種一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質(zhì)量比為6:34，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為2:2:15:10:40，B組分與A組分混合比例為20:80。本實(shí)施例中對(duì)原料的要求和制備方法均與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例的測(cè)試方法與實(shí)施例1相同，測(cè)試結(jié)果如表1～2所示。實(shí)施例3本實(shí)施例給出一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質(zhì)量比為2:38，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1:1:10:5:30，B組分與A組分混合比例為30:70。本實(shí)施例中對(duì)原料的要求和制備方法均與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例的測(cè)試方法與實(shí)施例1相同，測(cè)試結(jié)果如表1～2所示。實(shí)施例4本實(shí)施例給出一種抗水損瀝青再生疏水材料，由A、B兩組分組成，其中，B組分由甲基硅酸鈉與甲基硅樹脂添加量按質(zhì)量比為2:38，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1:1:10:5:30，B組分與A組分混合比例為40:60。本實(shí)施例中對(duì)原料的要求和制備方法均與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例的測(cè)試方法與實(shí)施例1相同，測(cè)試結(jié)果如表1～2所示。對(duì)比例1本對(duì)比例使用AC-13瀝青混凝土馬歇爾試件(其中瀝青使用90號(hào)A級(jí)道路石油瀝青，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，集料采用玄武巖，礦粉采用石灰?guī)r磨制礦粉，級(jí)配采用工程典型級(jí)配)進(jìn)行接觸角、吸水率以及水穩(wěn)性試驗(yàn)時(shí)不對(duì)試件進(jìn)行特別處理。對(duì)比例2本對(duì)比例給出一種涂料，區(qū)別在于不含B組分，僅由A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1:1:10:5:30組成，試驗(yàn)結(jié)果表明無疏水效果。對(duì)比例3本對(duì)比例給出一種疏水涂料，由A、B兩組分組成，區(qū)別在于B組分中不含甲基硅酸鈉，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1:1:10:5:30，B組分與A組分混合比例為20:80。試驗(yàn)結(jié)果表明如不含甲基硅酸鈉在涂料制備初期容易發(fā)生凝膠固化。對(duì)比例4本對(duì)比例給出一種涂料，由A、B兩組分組成，區(qū)別在于B組分中不含甲基硅樹脂，A組分由Span60、Span80、無水乙醇、去離子水與瀝青冷底子油的添加量按質(zhì)量比為1:1:10:5:30，B組分與A組分混合比例為20:80，試驗(yàn)結(jié)果表明如不含甲基硅樹脂則涂料無疏水效果。效果分析表1瀝青路面表面與水接觸角試件接觸角(°)對(duì)比例168實(shí)施例1105實(shí)施例2102實(shí)施例3110實(shí)施例4119對(duì)比例269對(duì)比例476表1表明，與對(duì)比例相比，噴涂抗水損有機(jī)硅瀝青再生疏水涂層材料的瀝青路面表面與水接觸角明顯大于對(duì)比例；且不同實(shí)施例接觸角有明顯差異，表明噴涂疏水涂層材料瀝青路表顯著提高了疏水性。表2吸水率試驗(yàn)結(jié)果試件吸水率(％)對(duì)比例10.45實(shí)施例10.22實(shí)施例20.25實(shí)施例30.18實(shí)施例40.12對(duì)比例20.44對(duì)比例40.42表2表明，浸漬疏水涂層后試件吸水率相比普通試件有所降低，表明疏水涂層對(duì)減少水分進(jìn)入試件內(nèi)部發(fā)揮了作用。表3水穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表3表明，浸漬疏水涂層后試件殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂比相比普通試件有所提高，也間接說明浸漬疏水涂層對(duì)試件表面孔隙和微觀缺陷有封堵和疏水效果。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3